水稻品种对褐飞虱的田间抗性及其生态学机制

评价了7个水稻品种(浙粳22、宜香845、中组14、秀水123、二优倍九、感虫对照品种TN1和抗虫对照品种IR36)在田间成株期对褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)的抗性表现,并初步分析了它们的抗性机制。结果表明,在田间网室人工诱发条件下,浙粳22、宜香845、秀水123和中组14等4个品种的抗性水平与抗虫品种IR36相同,均小于3级,表现为抗虫,而二优培九则与感虫品种TN1相同,表现为感虫。在自然发生条件下的水稻分蘖期至乳熟期,宜香845和中组14上褐飞虱数量仅为TN1上的7.84%～24.44%,秀水123和浙粳22则为TN1上的30.19%～60.27%。在4个抗性品种上褐飞虱的产卵量和卵孵化率明显减少,而若虫存活率仅为TN1上的20%～30%。与IR36相同,4个抗性品种上褐飞虱的若虫存活率和种群增长倍数均显著低于TN1上,说明他们对褐飞虱的抗性主要表现为抗生性。     

水稻品种抗褐飞虱不同生物型的稳定性

采用Tai氏方法分析估测12个水稻品种抗褐飞虱不同生物型的稳定性,以期为选育抗虫稳定性好的水稻品种提供较为有效的分析和监测方法.结果表明：光照强度、苗龄、施氮量对不同水稻品种对褐飞虱不同生物型的抗性表现及抗性稳定性有明显影响.抗褐飞虱生物型Ⅱ的品种中,RHT、RP1976-18-6-4-2、Ptb33的抗性较稳定,IR56的抗性不稳定,IR36、ASD7的抗性极不稳定;感褐飞虱生物型Ⅱ的品种中,TN1的感虫性稳定,桂华占、佛山油占、IR26的感虫性较稳定,国粳4号、Mudgo的感虫性不稳定.抗褐飞虱孟加拉型的品种中,RP1976-18-6-4-2、RHT、Ptb33的抗性不稳定,IR56的抗性极不稳定;感褐飞虱孟加拉型的品种中,桂华占、佛山油占、IR26的感虫性稳定;TN1、IR36的感虫性不稳定;国粳4号、Mudgo、ASD7的感虫性极不稳定.     

水稻挥发性次生物质对褐飞虱寄主定向及生长的影响

从褐飞虱的抗虫与感虫水稻品种植株中提取挥发性次生物质,分析其对褐飞虱的定向选择、生长发育及成虫触角电位反应影响.结果表明,感虫品种TN1挥发性次生物质对褐飞虱生物型Ⅱ若虫的取食及生长发育未表现不良作用,对其定向选择有引诱作用;而抗虫品种IR36的挥发性物质对褐飞虱为负作用,表现为褐飞虱取食添加挥发性物质的人工饲料后,其死亡率均增加,生长发育受阻,且随着浓度的增加,不良影响加大.触角电位试验结果表明褐飞虱的电位反应总的趋势是对相同浓度的TN1挥发性物质的触角电位反应值比IR36大,且触角电位值基本都随着挥发性物质浓度的升高而增大;短翅型成虫电位值强于长翅型成虫,雄性成虫的电位值强于雌性成虫.挥发性物质气质联用检测分析结果发现抗虫与感虫水稻中挥发性次生物质的化学组成及含量相差较大,从抗感两个品种的挥发性物质中共检到44种已知化合物,部分化合物对褐飞虱有引诱作用.     

三个褐飞虱寄主种群对氨基酸需求的分化(英文)

取分别在水稻品种TN1 (常用感虫对照 )、Mudgo(含Bph1 )或ASD7(含bph2 )上连续饲养 3 0代以上的3个褐飞虱Nilaparvatalugens寄主种群 ,分别饲养于 2 0种氨基酸总量与配比不同的全纯人工饲料上 ,以羽化率、短翅率、若虫历期以及初羽化成虫体重为指标对不同种群的氨基酸需求进行了比较。发现不同褐飞虱种群随氨基酸营养条件的改变有明显不同的表现 ,其中Mudgo种群最容易受到氨基酸营养条件的影响 ,而TN1种群所受影响最小。抗虫品种ASD7和Mudgo上的两褐飞虱种群所需的最佳氨基酸总浓度 (分别为 4 0 %～ 4 8%、4 0 % )高于TN1种群 (2 4%～ 3 2 % ) ,同时 ,前两种群对必需氨基酸浓度的变化较TN1种群敏感。这些结果表明 ,不同褐飞虱寄主种群对饲料氨基酸的需求存在明显的分化 ,推测氨基酸可能是抗虫水稻品种胁迫褐飞虱致害性变异的一种重要机制。     

稻褐飞虱生物型的研究

在浙江,如温州地区虽然大面积推广抗褐飞虱的杂交稻汕优6号已经5年,但是田间种群仍以生物型1占优势。 我们把田间褐飞虱罩在具有Bphl抗虫基因的品种 Mudgo 上连续饲养 11代,即可育成褐飞虱生物型2,既可以适应 Mudgo,也可适应具有 bph2基因的品种 ASD7和 IR36。在台湾省用同样方法育成的生物型 2也可以适应ASD7,因此我们的生物型 2与台湾省的生物型 2相类似;但是后者不适应 CR94-13(IR36的亲本),故两者又有所不同。菲律宾的生物型2对 ASD7和IR36均不能适应,故与我们的不同。 把田间褐飞虱在抗虫品种ASD7上连续饲养,结果很容易育成褐飞虱生物型3。甚至在 ASD7上所饲养的第1代5龄若虫即能为害具有bph2抗虫基因的品种 ASD7,甚至 IR36。这表明本地田间种群由生物型1能很快向生物型3转变。 由于褐飞虱在浙江基本上不能越冬,并根据本地自然种群的生物型鉴定结果,推测本省南部的虫源可能由台湾和福建迁入,而中部和北部虫源可能主要来自两广以至中印半岛。故本地自然种群可能混杂有生物型1、2甚至3的个体。     

褐飞虱致害性变异过程及其体内酶的变化

在室内连续用具不同抗虫基因的水稻品种TNl、IR26、Mudg。和ASD7、单管饲养褐飞虱(Nilaparvata lugens)种群,研究它对抗虫水稻品种的适应过程及其体内酶的变化规律。 结果表明：褐飞虱在抗虫品种上取食2代的若虫存活率、若虫历期和短翅成虫体重均明显比取食感虫品种TNl的低,第3代以后与取食TNl者基本相同。第2代是褐飞虱适应抗虫品种的关键期。天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和丁-谷氨酰基转移 酶(GGT)的活性在关键的第2代最低,而超氧物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的含量增加。褐飞虱在适应抗虫品种以后体内天冬氨酸氨基转移酶活性明显提高。     

褐飞虱对水稻苗期生长及地下部土壤活性碳氮的影响

地上部植食者对地下部土壤生态系统的影响引起了陆地生态学者的浓厚兴趣。报道了盆栽条件下褐飞虱取食不同品种水稻后对水稻苗期生长和土壤活性碳氮的影响。土壤活性碳氮水平的评价采用了土壤微生物生物量碳和氮、可溶性碳和氮及无机氮等指标,它们是反映土壤生态过程的重要变量。结果表明,褐飞虱侵害降低了苗期水稻茎叶、根系的生物量及根冠比,并与水稻品种的抗褐飞虱能力存在交互作用。褐飞虱也显著影响土壤活性碳氮水平(P0.05),并强烈依赖于水稻品种特性。一般的,褐飞虱导致感虫品种广四的土壤微生物生物量碳、可溶性碳下降,而对抗虫品种IR36的影响则相反。在褐飞虱的危害下,抗虫品种水稻对土壤微生物生物量氮、可溶性氮及硝态氮的促进程度较大。中感品种汕优63与汕优559在褐飞虱作用下对水稻茎叶、根系生物量及土壤活性碳氮的影响也不相同。汕优63的影响趋势与感虫品种广四一致,而汕优559的影响与抗虫品种IR36更接近。总之,土壤活性碳氮组分对褐飞虱危害的响应程度和趋势因水稻品种不同而不同,特别是抗虫品种在褐飞虱侵害时有利于土壤活性碳氮水平的维持,提高土壤生物活性,从而可能进一步促进土壤生态功能的发挥。     

我国褐飞虱若干地理种群致害性的研究

褐飞虱致害性变异是水稻品种抗性利用的一个重要障碍,监测田间种群的致害性对水稻抗虫品种的培育和利用有重要意义。本文采用蜜露量法对采集自云南勐海、贵州遵义和旧州、广西南宁、湖南衡阳以及浙江富阳等6个褐飞虱田间种群对IR26(含Bph1)和IR42(含bph2)的致害性进行了研究,发现勐海种群对IR26、IR42均有较强的致害性,遵义、旧州、南宁和衡阳种群仅对IR26致害性较强,而对IR42相对较弱;富阳种群对IR26、IR42的致害能力均相对较弱。采用SSST法进一步比较了西南稻区云南勐海、贵州遵义和旧州褐飞虱种群对TN1、IR26、Mudgo、ASD7、IR36、IR42、IR56、Rathu Heenati、Ptb33和Babawee等10个水稻品种的致害性,结果表明:勐海种群的致害性最强,主要体现在对Rathu Heenati、IR56、Ptb33等含Bph3基因的致害性显著强于旧州种群和遵义种群;后两者间,除旧州种群对IR36致害性显著较强外,对其他品种的致害性均无显著差异。总体上,处于东南季风带之外、云南西南部的勐海褐飞虱种群致害性明显强于来源于东南季风带之内的5个褐飞虱种群,进一步为我国西南稻区西部与云贵高原东缘及以东地区分属不同的褐飞虱迁飞场提供了重要依据。     

中国南宁和越南褐飞虱不同地理种群比较

比较了我国南宁、越南河内、河静、顺化、胡志明市、九龙江6个褐飞虱地理种群的差异.结果表明:南宁、河内、河静、顺化的褐飞虱种群能致害含Bph1和bph2抗虫基因的水稻品种,而越南胡志明市、九龙江褐飞虱种群的致害能力更强,对含Bph1、bph2、Bph3、bph4抗虫基因的水稻品种均表现为致害或强致害;南宁、河内、河静、顺化褐飞虱若虫在水稻品种TN1、Mudgo、ASD7上的存活率均在52％以上,在Rathu Heenati、Babawee、Ptb33上的存活率均低于44％;胡志明市、九龙江褐飞虱若虫除了在Rathu Heenati上的存活率低于50％外,在其他品种上的存活率都在50％以上.南宁、河内、顺化褐飞虱若虫在TN1、Mudgo、ASD7上的发育历期显著短于在Rathu Heenati、Babawee、Ptb33上的发育历期;河静褐飞虱若虫在TN1、Mudgo、ASD7上的发育历期与在Rathu Heenati、Ptb33上的发育历期差异不显著.胡志明市褐飞虱若虫在TN1、ASD7上的发育历期显著短于在Rathu Heenati、Babawee、Ptb33上的发育历期;九龙江褐飞虱若虫在TN1、Mudgo、ASD7、Rathu Heenati、Babawee、Ptb33上的发育历期差异不显著.选择性试验表明,接虫192 h后,南宁、河内褐飞虱若虫在Rathu Heenati、Babawee、Ptb33上的虫口密度显著低于在TN1、Mudgo和ASD7上的虫口密度;河静褐飞虱若虫在Babawee上的虫口密度显著低于在TN1、Mudgo上的虫口密度;顺化、胡志明市褐飞虱若虫在Babawee上的虫口密度显著低于在TN1、Mudgo、ASD7、Rathu Heenati上的虫口密度;九龙江褐飞虱若虫在Babawee、Ptb33上的虫口密度显著低于在TN1、ASD7上的虫口密度.本研究发现,我国南宁褐飞虱田间种群与越南河内、顺化、河静(属于越南中部及北部地区)的褐飞虱田间种群致害性相似,从而为“越南中北部是褐飞虱迁入我国的虫源地”提供了新的证据.     

湖北稻区褐飞虱田间种群对常用杀虫剂抗药性监测

【目的】明确目前褐飞虱Nilaparvata lugens田间种群对常用防治药剂的抗性现状,为制定褐飞虱的科学用药策略提供科学依据。【方法】于2009-2014年采用稻茎浸渍法监测了湖北褐飞虱武穴梅川、枣阳十里铺、孝感陈店、鄂州长港和武汉江夏稻田的褐飞虱田间种群对11种杀虫剂的敏感性。【结果】湖北稻区褐飞虱田间种群已对吡虫啉(抗性倍数RR=101.8~1 239.4)、噻嗪酮(RR=15.9~1 326.3)产生高水平抗性;对噻虫嗪(RR=24.9~146.5)产生中等水平至高水平抗性;对噻虫胺(RR=9.9~16.5)、呋虫胺(RR=13.5~15.9)、乙虫腈(RR=18.3~60.4)、毒死蜱(RR=17.4~29.8)、异丙威(RR=13.9~46.0)产生中等水平抗性;对啶虫脒(RR=5.1~9.9)产生低水平抗性;对噻虫啉(RR=3.9~7.1)处于敏感至低水平抗性水平;对醚菊酯(RR=1.3~4.9)处于敏感水平。此外,褐飞虱对噻虫嗪、噻嗪酮抗性上升明显,同时褐飞虱对吡虫啉抗性也有上升的趋势。【结论】仍需暂停吡虫啉、噻嗪酮在水稻上防治稻飞虱,严格限制吡蚜酮在水稻上的使用次数;醚菊酯可作为吡虫啉、噻嗪酮和吡蚜酮的替代药剂或轮换药剂。     

抗性水稻品种对褐飞虱和白背飞虱种群参数的影响

在半自然状态下 ,用生命表方法初步比较了褐飞虱Nilaparvatalugens和白背飞虱Sogatellafurcif era在 4个抗褐飞虱水稻品种ASD7,IR3 6,JX89和Mudgo上的种群参数。初步的结果表明 ,白背飞虱在 4个抗褐飞虱水稻品种上具有较高的繁殖率 ,较短的发育时间和较大的种群增长。对褐飞虱各种群参数影响最大的是JX89,对白背飞虱影响最大的是Mudgo。与感性品种TN1比较 ,这些抗褐飞虱的水稻品种对 2种稻飞虱均具有不同程度的抗性。这些结果说明 ,抗褐飞虱水稻品种对白背飞虱同样具有一定的抗性 ,但白背飞虱对这种抗性具有较强的适应性 ,如果在一个地区长期推广抗褐飞虱的水稻品种 ,势必会导致白背飞虱的大发生     

共生菌在褐飞虱致害性变化中的作用

研究了不同虫源和致害性褐飞虱Nilaparvata lugens种群体内共生菌数量动态及其对褐飞虱在抗虫品种上的取食选择、生长发育、繁殖以及氨基酸转移酶活性的影响。结果表明,褐飞虱田间种群的致害性与其体内共生菌数量有关。广西南宁种群雌成虫体内的共生菌数量显著地高于浙江杭州和龙游两个虫源的雌成虫体内共生菌数量,而已纯化的3个不同致害性生物型体内的共生菌数量无显著差异。取食抗性品种能显著减少生物型Ⅰ雌成虫体内的共生菌数量。缺乏共生菌时,生物型Ⅰ、Ⅱ若虫对水稻品种TN1和ASD7的选择性增大,而对Mudgo的取食选择性下降。尽管缺共生菌的3个生物型在已适应的和不适应的感虫和抗虫品种上的若虫存活率和雌成虫产卵量均下降,若虫历期明显延长,但在已适应品种上的变化程度明显小于在不适应的抗虫品种上的变化程度。共生菌还明显影响成虫体内丙氨酸氨基转移酶和天门冬氨酸氨基转移酶的活性。这些结果证明体内共生菌的数量和质量在褐飞虱对水稻致害性的变化中发挥了重要作用。     

THE VIRULENCE CHANGE AND DAMAGE CHARACTERISTICS OF VARIOUS GEOGRAPHIC POPULATIONS OF BROWN PLANTHOPPER*

Abstract The virulence change and damage characteristics of brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens Stal, populations collected from Guangxi, Yunnan and Zhejiang Provinces were studied by using various resistant rice varieties. The results indicated that the Zhejiang population could successfully infest varieties IR26 and Mudgo, showing the characters of BPH biotype 2 after 1989. The Guangxi population, however, could adapt the resistant varieties IR26, Mudgo and ASD7 after 1991. In 1997, the nymphal survival indices of Guangxi and Yunnan populations on Rathu Heenati (Bph3) were up to 70. 9 and 66. 7 respectively. This may imply that the BPH populations in Guangxi and Yunnan have shifted into a new biotype. In free-choice test, there was obvious difference in the feeding preference of nymphs and adults of Zhejiang population, the adult preferred to feeding on resistant variety IR26 and the nymphs chose the hosts randomly. Under 26 C and L12: D12, the nymphal duration of Zhejiang population was the longest in the three tested populations. For Guangxi population, the nymphal duration on ASD7 was significantly longer than on TN1, although it could infest resistant variety ASD7. The nymphal survival rate of Zhejiang population fed on IR26 was higher than those fed on TN1 and ASD7. On varieties IR26 and ASD7, an obviously higher nymphal survival rate was observed in Yunnan population as compared to those of Zhejiang and Guangxi populations. These results indicate that difference in virulence and damage characteristics could be found in different geographical populations of BPH.     

不同抗、感水稻品种对褐飞虱肠道菌群的影响

本研究旨在探究取食不同抗性水稻品种对褐飞虱肠道菌群多样性及丰度的影响.将生长一致的3龄褐飞虱若虫分别置于高抗水稻品种RHT、高感水稻品种TN1以及中等抗性水稻品种ZH11,取食1d和3d后,分别对褐飞虱肠道进行取样,提取总DNA并通过HiSeq 2500平台对肠道细菌16S rRNA-V4区进行测序.对测序结果进行分析...     

the differentiation of amino acid requirements in three host‐related populations of the brown planthopper,nilaparvata lugens (stål)*

Abstract In order to understand the differentiation of amino acid requirments in host‐related populations of the brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens (Stål), we established three BPH populations by separately maintaining them on three rice varieties, i.e. TN1 (common susceptible control), Mudgo (containing resistant gene Bph 1) and ASD7 (containing resistant gene bph2) for over 30 generations, and then reared them on 20 holidic diets, each with distinct overall amino acids and ratio of essential amino acid (EAA) to nonessential amino acid (NEAA). The emergence rate, brachypter rate, nymphal duration and weight of newly molted adults were evaluated and compared. The results showed significant difference among the three populations in the effect of amino acid variation on BPH performance, ascending in an order of Mudgo population ASD7 population > TN1 pupulation. The results also indicated that the required optimum concentrations of overall amino acids by BPH populations on Mudgo and ASD7 were 4.0% ‐4.8% and 4.0%, respectively, higher than that of TN1 population (2.4% ‐ 3.2%). In addition, it was found that Mudgo and ASD7 populations were more sensitive to the concentration of EAAs than TN1 population. We propose that there is substantial differentiation in responses to dietary amino acid conditions among different host‐associated BPH populations and that such differentiation may be closely related to the induced virulence shift on resistant rice varieties.     

不同虫源和致害性的褐飞虱体内共生菌的种群动态

通过对不同地理种群和致害性的褐飞虱体内共生菌,在高温和抗性水稻品种作用下的种群动态研究表明,在正常湿度下褐飞虱体内共生菌的数量随若虫的生长发育而增加,5龄若虫期是共生菌增长的关键期;同一种群的褐飞虱秋季共生菌数量明显高于夏季。广西田间种群的短翅雌虫体内的共生菌数量显高于浙江省的杭州和龙游种群,经高温处理后,3个生物开共生菌数量均显减少,但其子代共生菌的数量在正常温度下马上恢复,与未经高温处理的褐飞虱共生菌数量基本相同,取食抗性品种的生物型1和田间种群的褐飞虱体内的共生菌数量均明显减少,取食抗性品种的第2代的共生菌又均比第1代少。这说明高温对共生菌的影响是暂的,而抗性品种的对共生菌的作用与褐飞虱种群对品种的适应性有关。